2020年度 シラバス大学院

SY教育研究領域　(コンピュータシステム)

2021/01/30  現在

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開講学期
／Semester		 2020年度／Academic Year 　1学期 ／First Quarter
対象学年
／Course for;		 1年 , 2年
単位数
／Credits		 2.0
責任者
／Coordinator		 大井　仁
担当教員名
／Instructor		 大井　仁
推奨トラック
／Recommended track		 －
履修規程上の先修条件
／Prerequisites 		－
使用言語
／Language		 －

更新日／Last updated on 2020/02/03
授業の概要
／Course outline		 This is a project-oriented course to learn and experiments in design and implementation techniques of modern computer systems
(Formerly offered as "Advanced Computer
Architecture" by 2011).  
Due to the nature of being project-oriented and fast pace of quarter system, this course is not recommended for the first time (fresh) graduate students unless (a) he/she has discussed with the instructor on the project topic, or (b) he/she has concrete topic for the project topic.
授業の目的と到達目標
／Objectives and attainment
goals		 This is a project-oriented course to learn and experiments in design and implementation techniques of modern computer systems.

Students are requsted to discuss with the instructor on his/her project topics prior to the registration.  The student reports in the past years are available upon request.
授業スケジュール
／Class schedule		 In the first few weeks, the related topics will be reviewed using reading materials such as journal/conference papers and magazine articles. Possible topics and tools that can be used for the projects will be introduced during this period. For the rest of the quarter, in addition to the literature study, students will report the progress of their project. Some tools can be used on the workstation provided by the school, but some others will require root access (privileged). Since this is a graduate course, you should have access to the computer in your lab for such tools. The instructor will assist student who have difficulties in using such tools.
教科書
／Textbook(s)
／Textbook(s) Selected journal and conference papers and magazine articles will be used. No textbook required. However, the following book is recommended as a reference:
COMPUTER ARCHITECTURE, A Quantitative Approach, Fourth Edition.
ISBN-13: 978-0-12-370490-0, ISBN-10: 0-12-370490-1, MORGAN KAUFFMAN .
成績評価の方法・基準
／Grading method/criteria		 Grading Scheme and Policies
Project report (60%) + Presentation (20%) + Class Participation (20%) (tentative).
履修上の留意点
／Note for course registration		 - Undergraduate Computer Architecture,
and Operating Systems (B or better).

- Proficiency in *nix and C language.


YOU NEED TO DISCUSS YOUR TOPIC WITH THE INSTRUCTOR.
参考(授業ホームページ、図書など)
／Reference (course
website, literature, etc.)		 The contents of this page are subject to change.
For up to date information, please refer to the following pages
and contact the instructor.


http://www.u-aizu.ac.jp/~hitoshi/COURSES/SCA/
http://cnotice.oslab.biz/

The instructor has  more than five years of industrial experiences as an LSI engineer and Computer Architect at Digital Equipment Corporation, ASTEM RI/Kyoto and HAL Computer Systems.


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開講学期
／Semester		 2020年度／Academic Year 　2学期 ／Second Quarter
対象学年
／Course for;		 1年 , 2年
単位数
／Credits		 2.0
責任者
／Coordinator		 久田　泰広
担当教員名
／Instructor		 久田　泰広
推奨トラック
／Recommended track		 －
履修規程上の先修条件
／Prerequisites 		－
使用言語
／Language		 －

更新日／Last updated on 2020/02/12
授業の概要
／Course outline		 BipolarとMOSトランジスター アナログ集積回路設計及び解析方法を学びます。サーキット理論、小信号BJT/MOS トランジスターモデル、一個及び数個のトランジスターからなる基本増幅回路の設計及び解析、オペアンプ回路設計及び解析。
授業の目的と到達目標
／Objectives and attainment
goals		 線形及び低周波数Bipolar/MOSトランジスター アナログ回路設計方法及び解析方法の理解。
授業スケジュール
／Class schedule		 １）電気回路理論
２）Bipolarトランジスター、MOSトランジスターの動作領域
３）Bipolar/MOSトランジスター小信号モデル
４）アナログ回路DCバイアス設定
５）シングルステージアンプの設計及び解析
６）マルチステージアンプの設計及び解析
７）差動アンプ
８）オペアンプ設計及び解析
教科書
／Textbook(s)		 ・"Analysis and Design of Analog Integrated Circuits", Paul R. Gray and Robert G. Meyer, Third edition, John Wiley Publishers.
・"Applied Electronic Devices and Analog ICs", J. Michael McMenamin, Delmar Publishers.
成績評価の方法・基準
／Grading method/criteria		 レポート(100%)
履修上の留意点
／Note for course registration		 学部教育で、半導体工学、集積回路工学等のVLSI設計,電子回路の科目を履修していることがのぞましい。


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開講学期
／Semester		 2020年度／Academic Year 　4学期 ／Fourth Quarter
対象学年
／Course for;		 1年 , 2年
単位数
／Credits		 2.0
責任者
／Coordinator		 リズィー　マキシム
担当教員名
／Instructor		 リズィー　マキシム
推奨トラック
／Recommended track		 －
履修規程上の先修条件
／Prerequisites 		－
使用言語
／Language		 －

更新日／Last updated on 2020/09/11
授業の概要
／Course outline		 Face-to-face class (in computer exercise room), but some classes may be remote.

Students will study basic principles of semiconductor device modeling techniques, study the software source code based on Ensemble Monte Carlo particle simulation method (with programming work on workstation in class).
Students will modify and run the software and obtain different characteristics of semiconductor GaAs n-i-n diode.
The characteristics of the n-i-n diode, properties of charged electron transport, different aspects of modeling techniques of semiconductor devices will be discussed and illustrated with computer simulations.
授業の目的と到達目標
／Objectives and attainment
goals		 - Basic principles of semiconductor device computer modeling
- Ensemble Monte Carlo particle simulation method and its application to semiconductor device modeling.
- Understanding of different aspects and phenomena of transient electron transport in semiconductor diode (carrier transport, electric field and potential distributions, velocity overshoot effect).
- Graphical visualization of the obtained results.
授業スケジュール
／Class schedule		 Lectures and seminars (in computer class), programming work, software modification,
running computer simulations with the software. Calculation of n-i-n diode characteristics with the software. Preparation of the obtained results (plots) with plotting software.
Particular schedule will depend on the student progress:
1-2. Lecture and programming.
3-12. Lecture, discussions, programming, simulations.
13-14. Simulations. Preparation of plots with results. Preparation of final report.
教科書
／Textbook(s)		 Tomizawa Kazutaka
Numerical Simulation of Submicron Semiconductor Devices
成績評価の方法・基準
／Grading method/criteria		 Course report (100%) with plots of the results obtained with computer simulations.
履修上の留意点
／Note for course registration		 Prerequisites and other related courses which include important concepts relevant to the course:

Electric circuits, Advanced electric circuits,
Semiconductor devices.
参考(授業ホームページ、図書など)
／Reference (course
website, literature, etc.)		 Tomizawa Kazutaka
Numerical Simulation of Submicron Semiconductor Devices

富沢一隆/著
半導体デバイスシミュレーション CGで可視化するサブミクロンデバイスの世界
978-4-339-00668-1 （4-339-00668-8）


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開講学期
／Semester		 2020年度／Academic Year 　1学期 ／First Quarter
対象学年
／Course for;		 1年 , 2年
単位数
／Credits		 2.0
責任者
／Coordinator		 齋藤　寛
担当教員名
／Instructor		 齋藤　寛
推奨トラック
／Recommended track		 －
履修規程上の先修条件
／Prerequisites 		－
使用言語
／Language		 －

更新日／Last updated on 2020/01/28
授業の概要
／Course outline		 半導体微細化技術の向上に伴い，様々な機能を１つのチップ（集積回路）に実現することが一般的となっています．こうしたチップには数千万から数十億規模のトランジスタが集積されており，設計を手で行うことは現実的に不可能です．このため，現在の集積回路設計は，様々なElectronic Design Automation (EDA)ツールによって支援されています．例えば，設計者がアプリケーションをハードウェア記述言語などでモデリングし，設計要求を制約として与えると，EDAツールはそのモデルから要求に合う集積回路を自動で生成してくれます．こうしたことより，集積回路の設計に従事する人は，設計技術の知識が必要不可欠です．
授業の目的と到達目標
／Objectives and attainment
goals		 本科目では，C++にハードウェアのクラスを備えたSystemC言語で記載されたアプリケーションの機能モデルから構造モデルまでの合成と検証を学びます．しかし，設計技術の知識だけで実際に設計するということは困難です．そのため本科目では，演習を通じて，スキルの取得を目指します．
授業スケジュール
／Class schedule		 1. はじめに
2. 演習課題の説明
3. SystemC
4. 演習
5. Stratusのチュートリアル
6. 演習
7. 高位合成の基礎
8. 演習
9. Stratusによる設計空間探索
10. 演習
11. 高位合成で用いられるアルゴリズム
12. 演習
13. 演習課題の発表
14. 演習課題の発表

演習では、信号処理アルゴリズムなどをSystemCを用いてモデリングし，Cadence社のツールを用いて高位合成，および論理検証を行います．検証後，設計した回路の面積や性能の評価を行います．
教科書
／Textbook(s)		 指定なし
成績評価の方法・基準
／Grading method/criteria		 発表 (55%) 演習課題 (45%)
履修上の留意点
／Note for course registration		 Electronics Design Automation for Digital VLSIs
も一緒に履修することで，アプリケーションの機能モデルからチップ製造前のレイアウト設計までを学ぶことができます．


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開講学期
／Semester		 2020年度／Academic Year 　前期集中 ／1st Semester Intensi
対象学年
／Course for;		 1年 , 2年
単位数
／Credits		 2.0
責任者
／Coordinator		 齋藤　寛
担当教員名
／Instructor		 齋藤　寛, 武井　正彦（Maxell）, 堀越　健一
推奨トラック
／Recommended track		 －
履修規程上の先修条件
／Prerequisites 		－
使用言語
／Language		 －

更新日／Last updated on 2020/01/28
授業の概要
／Course outline		 近年のあらゆる装置には見えない形で組込計算機が実装され、知的な装置制御、安全確保、柔軟な人間との対話機能など、装置の高性能化に欠かせない役割を果たしている。この装置組み込みの計算機システムの開発に必要な理論と実装技術の概要を学ぶ。
授業の目的と到達目標
／Objectives and attainment
goals		 組み込みシステムの開発に必要な理論と実装技術を学ぶ。
授業スケジュール
／Class schedule		 以下、11回から12回
担当　外部講師
・要求仕様分析・ソフトウェア設計技法
・リアルタイムOS概要
・リアルタイムシステムのプログラミング技法
・イベントドリブンプログラミング
・プロジェクトマネージメントと品質管理

以下、2回から3回
担当　齋藤
・組み込みシステム設計の概要
・Field programmable gate array
・最近の組み込みシステム設計の話題
教科書
／Textbook(s)		 指定なし
成績評価の方法・基準
／Grading method/criteria		 二つのレポートにより評価します
1.リアルタイムシステム関連 (外部講師）80%
2.最近の組込みシステム関連 （齋藤）20%
履修上の留意点
／Note for course registration		 履修は設備の都合で18名までとします。これを超えた場合、担当教員の判断で履修を制限させてもらうことがあります。
＊講義は日本語で行います。
参考(授業ホームページ、図書など)
／Reference (course
website, literature, etc.)		 外部講師は実務経験があります。ルネサス勤務時代に、組込みOS・組込みソフトウェアの製品企画・開発に従事。この経験をもとに、組込みソフトウェアの基礎について教授する。

組み込みシステムおよび形式記述・検証に関わる資料
参考図書として下記を推奨いたします。
『図解μITRONによる組込みシステム入門』　価格2,800円（税別）　森北出版社


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開講学期
／Semester		 2020年度／Academic Year 　4学期 ／Fourth Quarter
対象学年
／Course for;		 1年 , 2年
単位数
／Credits		 2.0
責任者
／Coordinator		 荊　雷
担当教員名
／Instructor		 荊　雷, 程　子学
推奨トラック
／Recommended track		 －
履修規程上の先修条件
／Prerequisites 		－
使用言語
／Language		 －

更新日／Last updated on 2020/09/11
授業の概要
／Course outline		 Face-to-Face Class

The meaning of the embedded system in this course is in the middle of the hardware and software. For the hardware student, it can help you to have a deeper understand on the interaction between the chips. Meanwhile, for the software student, it can help you understand how to control the hardware like sensors and actuators with the software program.  

For the undergraduate students of UoA, they have learned how to develop some prototype application based on the open-hardware like Arduino on the course named Integrated Exercise System (IES). The course is more closer to the hardware part, that is you need to learn how to operate the registers to fulfill the driver development of various applications.
授業の目的と到達目標
／Objectives and attainment
goals		 This course introduces basic knowledge of the embedded system development; experience embedded systems by the demonstration and exercises.
授業スケジュール
／Class schedule		 1. Introduction
2. General Purpose Input and Output port (GPIO)
3. Interruption of GPIO
4. Timer
5. Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART)
6. Analog Digital converter
7. Team project
8. Project presentation and final examination
教科書
／Textbook(s)		 Handout
成績評価の方法・基準
／Grading method/criteria		 Exercise work performance 演習のパフォーマンス 40%

Project accomplishment and presentation 演習課題,プロジェクトの完成度と発表のパフォーマンス 40%　

Active Participation 授業における参加態度 20%
履修上の留意点
／Note for course registration		 C language programming
参考(授業ホームページ、図書など)
／Reference (course
website, literature, etc.)		 provide only to the registered students


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開講学期
／Semester		 2020年度／Academic Year 　1学期 ／First Quarter
対象学年
／Course for;		 1年 , 2年
単位数
／Credits		 2.0
責任者
／Coordinator		 束原　恒夫
担当教員名
／Instructor		 束原　恒夫, 小平　行秀
推奨トラック
／Recommended track		 －
履修規程上の先修条件
／Prerequisites 		－
使用言語
／Language		 －

更新日／Last updated on 2020/01/16
授業の概要
／Course outline		 　CMOS VLSI は今や電子機器の中心的存在であり、コンピュータの心臓部である。微細化が進むにつれて、MOSトランジスタの本質をより良く理解しておく必要がある。さらに、最近ではアナログ・RF (Radio Frequency)回路を含むミックスト・シグナルLSIが、民生機器、通信機器を中心に不可欠となっている。この授業では先端的なCMOS デバイスとそのモデルについて扱う。授業のはじめには、学部レベルの半導体デバイスの復習を行い、高速伝送の考え方に必須な分布定数回路モデルを紹介する。つづいて、教科書の2～5章を中心に、より詳細なMOSトランジスタモデルについて理解し、ディープ・サブミクロン時代に不可欠な知識を習得する。最後にミックスト・シグナルLSIの実例など、いくつかのトピックを紹介する。
授業の目的と到達目標
／Objectives and attainment
goals		 この科目を履修した学生は、以下の項目などについて説明できることが期待される。
・半導体素子の基本概念の理解
・CMOS VLSI の設計の流れ
・回路設計に使うMOSトランジスタモデル
・VLSI技術の将来：微細化の動向、ミックスト・シグナルLSI
授業スケジュール
／Class schedule		 １．半導体デバイス（学部）の復習（1）
２．半導体デバイス（学部）の復習（2）
３．分布定数回路モデルと熱雑音の基礎
４．デバイス物理の基礎（2章）：MOSキャパシタ、高電界効果を中心（1）
５．デバイス物理の基礎（2章）：MOSキャパシタ、高電界効果を中心（2）
６．MOSFETデバイス（3章）（1）
７．MOSFETデバイス（3章）（2）
８．CMOSデバイス設計（4章）：スケーリング、しきい値ばらつきを中心（1）
９．CMOSデバイス設計（4章）：スケーリング、しきい値ばらつきを中心（2）
１０．CMOS性能因子（5章）：基本回路、寄生成分の影響（1）
１１．CMOS性能因子（5章）：基本回路、寄生成分の影響（2）
１２．CMOS性能因子（5章）：デバイスパラメータと遅延時間、先端デバイス（1）
１３．CMOS性能因子（5章）：デバイスパラメータと遅延時間、先端デバイス（2）
１４． ミックスト・シグナルLSIの実例：CMOS RF回路など
教科書
／Textbook(s)		 Y. Taur and T. H. Ning, "Fundamentals of Modern VLSI Devices", Cambridge University Press, ISBN 0-521-55959-6 (paperback), (1998).
成績評価の方法・基準
／Grading method/criteria		 期末に与えられたテーマでレポートを提出する。
評価基準：レポート100％
履修上の留意点
／Note for course registration		 The following or related under graduate courses are recommended to take:
・Semiconductor Devices　（半導体デバイス）
・VLSI Design　（VLSI設計技術）
・Electronics　（電子回路）
参考(授業ホームページ、図書など)
／Reference (course
website, literature, etc.)		 1. T. Tsividis, “Operation and Modeling of the MOS Transistors,” 2nd Edition, ISBN 0-07-065523-5, (1999).
2. 束原、「CMOS RF回路設計」、丸善、ISBN: 978-4-621-08203-4、2009年 11月発行

【注】実務経験あり（束原）：NTT研究所に25年間勤務し、通信システム用の半導体集積回路・CMOS LSIの研究開発に従事してきた。この経験をもとに、CMOSデバイスのより専門的な事項について教授する。


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開講学期
／Semester		 2020年度／Academic Year 　4学期 ／Fourth Quarter
対象学年
／Course for;		 1年 , 2年
単位数
／Credits		 2.0
責任者
／Coordinator		 小平　行秀
担当教員名
／Instructor		 小平　行秀, 齋藤　寛
推奨トラック
／Recommended track		 －
履修規程上の先修条件
／Prerequisites 		－
使用言語
／Language		 －

更新日／Last updated on 2020/09/24
授業の概要
／Course outline		 Zoomによる遠隔授業(講義・演習)を予定  # COVID-19の状況による

半導体微細化技術の向上に伴い，様々な機能を１つのチップ（集積回路）に実現することが一般的となっています．こうしたチップには数千万から数十億規模のトランジスタが集積されており，設計を手で行うことは現実的に不可能です．このため，現在の集積回路設計は，様々なElectronic Design Automation (EDA)ツールによって支援されています．例えば，設計者がアプリケーションをハードウェア記述言語などでモデリングし，設計要求を制約として与えると，EDAツールはそのモデルから要求に合う集積回路を自動で生成してくれます．こうしたことより，集積回路の設計に従事する人は，設計技術の知識が必要不可欠です．
授業の目的と到達目標
／Objectives and attainment
goals		 本科目では，デジタル集積回路の設計支援技術のうち，ハードウェア記述言語にてモデリングされたアプリケーションの構造モデルからチップ製造前のレイアウト設計までの設計技術を学びます．しかし，設計技術の知識だけで実際に設計するということは困難です．そのため本科目では，演習を通じて，スキルの取得を目指します．演習では，業界標準の設計フローに基づいて設計を行います．
授業スケジュール
／Class schedule		 1. イントロダクション
2. 演習課題の説明とEDAツールに対するチュートリアル1
3. Verilog HDL
4. EDAツールに対するチュートリアル2
5. 論理合成1
6. 論理合成2
7. レイアウト合成1
8. 演習
9. レイアウト合成2
10. 演習
11. 検証，テスト，電力最適化
12. 演習
13. 演習課題の発表
14. 演習課題の発表

演習では，信号処理アルゴリズムなどをVerilog HDLを用いてモデリングし，Cadence社のツールを用いて論理合成、レイアウト合成，静的タイミング解析，および論理検証を行います．検証後，性能、回路面積などの面で設計した回路の評価を行います
教科書
／Textbook(s)		 指定なし
成績評価の方法・基準
／Grading method/criteria		 発表 (50%) 演習課題 (36%) 授業態度 (14%)
履修上の留意点
／Note for course registration		 System-level Design for Digital VLSIsも一緒に履修することで，アプリケーションの機能モデルからチップ製造前のレイアウト設計までを学ぶことができます．


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開講学期
／Semester		 2020年度／Academic Year 　1学期 ／First Quarter
対象学年
／Course for;		 1年 , 2年
単位数
／Credits		 2.0
責任者
／Coordinator		 ベン アブダラ　アブデラゼク
担当教員名
／Instructor		 ベン アブダラ　アブデラゼク, 齋藤　寛
推奨トラック
／Recommended track		 －
履修規程上の先修条件
／Prerequisites 		－
使用言語
／Language		 －

更新日／Last updated on 2020/01/15
授業の概要
／Course outline		 As we build increasingly complex parallel systems (e.g. MCSoCs/MPSoCs) one of the greatest challenges is in providing the interconnection networks that permit the system components to communicate.
These must be must be high-performance, scalable, simple to design with and power efficient. Network-on-chip architecture is an increasingly popular and feasible alternative to close the productivity gap and achieve the desired performance.
The first part of this course should help the student gain an appreciation of NoC approach.

The second part of this course is about advanced design and performance issues of
computers, such us Multicore Systems, design alternatives for I/O, direct memory access, etc.
授業の目的と到達目標
／Objectives and attainment
goals		 After taking this course a student will be able to:

- Describe what interconnections (NoC, buses) are and describe their role in
connecting the major system components.

- Identify several approaches to processor implementations.

- Describe how a system identifies different sources of interrupts and
exceptions.
授業スケジュール
／Class schedule		 1. Introduction
2. Parallel Computer System Organization
3. Network on Chip Building Blocks
4. Topology
5. Routing Algorithms 1
6. Routing Algorithms 2
7. Switching Mechanics and Flow Control
8. Title Architecture
9.  Multicore Hardware
10. Multicore Programming  
11. Advanced Memory Organization 1
12. Advanced Memory Organization 2
13. Advanced design issues in multicore-based embedded system
14. Course summary
教科書
／Textbook(s)		 - Textbook:
Advanced Multicore Systems On-Chip: Architecture, On-Chip Network, Design, Publisher: Springer, 2017, ISBN-13: 978-9811060915, ISBN-10: 98110609162017.

- Various other materials prepared by the instructor.
成績評価の方法・基準
／Grading method/criteria		 - Presentations  and class activities: 30 %
- Home work: 30 %
- Final Exam: 40 %
履修上の留意点
／Note for course registration		 -Parallel Computer Architecture
-Computer Architecture and Organization
参考(授業ホームページ、図書など)
／Reference (course
website, literature, etc.)		 Course web page and reference materials will be given during the first lecture.


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開講学期
／Semester		 2020年度／Academic Year 　4学期 ／Fourth Quarter
対象学年
／Course for;		 1年 , 2年
単位数
／Credits		 2.0
責任者
／Coordinator		 富岡　洋一
担当教員名
／Instructor		 北道　淳司, 富岡　洋一
推奨トラック
／Recommended track		 －
履修規程上の先修条件
／Prerequisites 		－
使用言語
／Language		 －

更新日／Last updated on 2020/09/04
授業の概要
／Course outline		 On-line lecture will be used.

Embedded Real-time systems are systems that require timely responses to facilitate
their operation or they risk performance degradation or even total system failure.
This course introduces the various building blocks and underlying scientific and
engineering principles behind embedded real-time systems. It covers the integrated
hardware and software aspects of embedded processor architectures, along with
advanced topics such as real-time, resource and memory management, and RTOS
scheduling.
授業の目的と到達目標
／Objectives and attainment
goals		 1. Learn advanced issues about embedded real-time system design and scheduling.
2. Learn how to program with real-time embedded architecture.
3. Learn and apply real-time principles that are used to drive critical embedded
systems.
授業スケジュール
／Class schedule		 1. Introduction to Embedded Real-time Systems
2 Embedded Architectures
3 Interaction with Devices (buses, memory architectures, device drivers)
4.Concurrency (software and hardware interrupts, timers)
5. Real-time principles: multi-tasking, scheduling
6. Real-time principles: synchronization
7. Static Scheduling
8. Dynamic Scheduling
9  Real-time Operating System 1
10 Real-time Operating System 2
11. Implementation trade-offs
12. Profiling and code optimization (for performance and memory);
13. Embedded software (exception handling, loading, mode-switching,programming embedded systems).
14. Course Summary
教科書
／Textbook(s)		 Real-Time Embedded Components and Systems, By Sam Siewert
Hardcover: 384 pages
Publisher: Charles River Media; 1 edition (June 27, 2006)
Language: English
ISBN-10: 1584504684
ISBN-13: 978-1584504689
成績評価の方法・基準
／Grading method/criteria		 - Presentations  and class activities: 30 %
- Home work: 30 %
- Final Exam: 40 %
履修上の留意点
／Note for course registration		 Knowledge about Embedded Systems, Computer Architecture/organization.
参考(授業ホームページ、図書など)
／Reference (course
website, literature, etc.)		 Course web page and reference materials will be given during the first lecture.


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開講学期
／Semester		 2020年度／Academic Year 　2学期 ／Second Quarter
対象学年
／Course for;		 1年 , 2年
単位数
／Credits		 2.0
責任者
／Coordinator		 北道　淳司
担当教員名
／Instructor		 北道　淳司, 富岡　洋一
推奨トラック
／Recommended track		 －
履修規程上の先修条件
／Prerequisites 		－
使用言語
／Language		 －

更新日／Last updated on 2020/01/10
授業の概要
／Course outline		 In this course, many topics, Pipelining with out-order execution, memory hierachy, instruction/data level parallelism, and so on, which are adopted in the advanced computer architecture, such as high-performance general purpose computers, GPGPUs, embedded processors, are explained.
授業の目的と到達目標
／Objectives and attainment
goals		 In this course, our students understand the computer architecture which keeps evolving and obtain the base for more advanced development of it. They can use the knowledge obtained in this lecture to research at their Lab.
授業スケジュール
／Class schedule		 1: Introduction
2: Basic Concepts of Processor: In-order pipeline
3: Basic Concepts of Processor: Interrupt
4: Basic Concepts of Processor: Memory mapped I/O
5: Fundamentals of Quantitative Design and Analysis
6: Memory Hierarchy Design
7: Instruction-Level Parallelism: Basic
8: Instruction-Level Parallelism: Out of Order Pipeline
9: Data-Level Parallelism in Vector and SIMD Architectures
10: Data-Level Parallelism in GPU Architectures
11: Thread-Level Parallelism: Multi-core Processor
12: Thread-Level Parallelism: Cache system for Multi-core Processor
13-14 : Other topics
教科書
／Textbook(s)		 2-4: Computer Organization and Design MIPS Edition

5-14: Computer Architecture, 6th Edition: A Quantitative Approach
成績評価の方法・基準
／Grading method/criteria		 Mini Reports (40%) and  exam. (60%)
履修上の留意点
／Note for course registration		 None
For undergraduate students, they should get the credits of Computer Architecture and Embedded Systems.
参考(授業ホームページ、図書など)
／Reference (course
website, literature, etc.)		 CQ出版社 マイクロプロセッサ・アーキテクチャ入門 中森 章 著


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開講学期
／Semester		 2020年度／Academic Year 　3学期 ／Third Quarter
対象学年
／Course for;		 1年 , 2年
単位数
／Credits		 2.0
責任者
／Coordinator		 大井　仁
担当教員名
／Instructor		 大井　仁, ヴァジェニン　アレクサンダー
推奨トラック
／Recommended track		 －
履修規程上の先修条件
／Prerequisites 		－
使用言語
／Language		 －

更新日／Last updated on 2020/08/18
授業の概要
／Course outline		 *Due to the pandemic of COVID-19, some or all of classes will be conducted online (eg Zoom or Google Meet).  In addition to the textbook and its slides, you will need decent internet connection and headset (microphone and earphone).  

This course has a set of clearly and explicitly defined set of prerequisites.  If you cannot provide official documents that support your meeting the prerequisites (most typically, undergrad transcripts), PLEASE DO NOT REGISTER.  Registration from such students will be declined. If you not have necessary technical/academic backgrounds, but still want
to take this course, please take appropriate conversion courses first.

Advanced Operating Systems is one of core courses in the graduate program at the University of Aizu, offered from the 3rd quarter of AY2012.
授業の目的と到達目標
／Objectives and attainment
goals		 This is one of core courses in the graduate program in Computer Science and Engineering at the University of Aizu. The course covers from the basic design concepts of the modern operating systems to the case studies in the actual implementations of the operating systems to see how they utilize and manage advanced hardware technologies for newly emerging applications.

Topics covered overlap with those in the undergraduate operating systems course. However, it is expected that students understand each topic in more detail and at a higher standard.

In the first few weeks, basic concepts of OSes will be reviewed. During this period, students will decide the topics for their reports. In the next few weeks, advanced topics (such as virtual machines or distributed systems) and case studies will be covered.
授業スケジュール
／Class schedule		 This schedule is tentative and will be adjusted according to the progress and interests of the attending students. Each class is a 50 minute period and two classes per week.

Class Topics Remarks
1 Course Introduction
Linux Overview Textbook: Sections 10.1 to 10.2
2-3 Processes, Threads and Scheduling Textbook: Section 10.3
4 Memory Management Textbook: Section 10.4
5 Input/Output Textbook: Section 10.5
6 File System Textbook: Section 10.6
7 Security Textbook: Section 10.7
8-9 Virtualization and the Cloud Textbook: Chapter 7
10 OperatingSystem Design Textbook: Chapter 12
11-13 Advanced Topics Selected Papers/Articles
14 Project Presentations
教科書
／Textbook(s)		 ****According to the university bookstore, ordering the textbook with them incurs a significant delay and you may not get the textbook before the beginning of the class.

Please consider other options, such as amazon. It may also be possible to buy used ones from the past students in the class.  Please contact the instructor if you are interested in this option.  


Modern Operating Systems, Global Edition, 4/E , by Andrew S. Tanenbaum, ISBN 10: 1292061421, ISBN 13: 9781292061429, Prentice Hall. This is a REQUIRED textbook.

Academic journal (e.g. IEEE Transactions on Computers) and coference (e.g. ASPLOS) papers and articles from technical magazines (e.g. IEEE Micro) will also be used as the reading materials.
成績評価の方法・基準
／Grading method/criteria		 The final course grade will be a combination of written exam(s) (40%), term paper (or project) (40%) and class participation (20%). Letter grades will follow the University Standard (A >= 80, B >= 65, C >= 50).
履修上の留意点
／Note for course registration		 PLEASE READ THIS PART CAREFULLY.
If you cannot provide official documents that support your meeting the prerequisites (most typically, undergrad transcripts), PLEASE DO NOT REGISTER.  

- B or better grades for the Computer Architecture and Operating Systems courses in undergraduate program (or equivalent).

- C programming proficiency.

- Understanding and familiarity to *nix concepts and operations.
参考(授業ホームページ、図書など)
／Reference (course
website, literature, etc.)		 The instructor has  more than five years of industrial experiences as an LSI engineer and Computer Architect at Digital Equipment Corporation, ASTEM RI/Kyoto and HAL Computer Systems.

The information on this page is subject to change.
For the up to date information, please refer to
the course web page:

http://www.u-aizu.ac.jp/~hitoshi/COURSES/AOS/


このページの内容に関するお問い合わせは学生課 教務係までお願いいたします。

お問い合わせ先メールアドレス：sad-aas@u-aizu.ac.jp